PMSM und Servomotoren

 Prüfung von Permanentmagnet-Synchronmotoren

Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSM) sind bürstenlos und haben eine sehr hohe Zuverlässigkeit und Effizienz. Aufgrund ihres Permanentmagnet-Rotors haben sie auch ein höheres Drehmoment bei kleinerer Baugröße und keinen Rotorstrom, was alles Vorteile gegenüber AC-Induktionsmotoren (AICMs) sind.

Mit ihrem hohen Leistungs-Größen-Verhältnis können PMSMs dazu beitragen, dass Ihre Konstruktion kleiner wird, ohne dass es zu einem Drehmomentverlust kommt. PMSMs müssen, wie BLDC-Motoren, kommutiert werden, aber aufgrund der Konstruktion der Wicklungen müssen die Wellenformen für eine gute Leistung sinusförmig sein.

PMSM: Wichtigste Anwendungen:

  • Automotive (Antriebssysteme für alle Arten von 2- und 3-Radfahrzeugen)
  • Automotive (Antriebssystem für alle Elektrofahrzeuge)
  • Luft- und Raumfahrt (Antriebssystem)
  • Aktuatoren für Kraftwerke und die Luft- und Raumfahrt
  • Kühlschrankkompressor und Waschmaschine mit Direktantrieb
  • Elektrische Servolenkung im Automotiv-Bereich, einschließlich ePRCB (elektrisch angetriebene Kugelumlaufspindel)
  • Bearbeitungswerkzeuge
  • Traktionskontrolle
  • Datenspeicherung
  • Andere

 

MEA liefert Systeme und Lösungen, einschließlich kundenspezifischer Lösungen, für alle PMSM-Anwendungen

 

Automotive (Antriebssystem für alle Elektrofahrzeugtypen)

Die MEA-Laborsysteme für Elektrofahrzeuge und Traktionsmotoren bieten die Möglichkeit, Hochgeschwindigkeits- und Hochdrehmomentmotoren für Elektrofahrzeuge (EF) in Laboranwendungen zu testen. Mit diesen Fähigkeiten lassen sich einige besondere Herausforderungen meistern, die sich aus den einzigartigen Motoranwendungen ergeben, wie z. B. hohe Leistungsdichten, hohe Drehzahlbereiche, hohe Drehmomentbereiche, Robustheit und mehr.

Die Lösung von MEA für diese spezielle Anforderung bietet die Möglichkeit, EF-Motoren mit einer maximalen Leistung von 200 kW bei 24.000 U/min und einer Leistung von 100 kW bei einer maximalen Drehzahl von 36.000 U/min zu testen.

MEA Testing Systems bietet PMSM-Prüfstände an, die es dem Benutzer ermöglichen, Motoren für jede Art von FuE- oder End-of-Line-Anforderungen auf Leistung, Effizienz oder Ausdauer zu prüfen.

Die PMSM-Prüfstände werden mit der MEA RDS-Software gesteuert. Die Datenerfassung erfolgt mit der Software und Sie können Ihre Prüfungen damit auch automatisieren.

Automotive (Antriebssysteme für alle Arten von 2- und 3-Radfahrzeugen)

Die MEA-Laborsysteme für Elektrofahrzeuge und Traktionsmotoren bieten die Möglichkeit, Leistungsparameter von EF-Traktionsmotoren zu prüfen und zu kartieren.

Bei den Lösungen von MEA handelt es sich um Systeme, die für die Bewertung verschiedener Motortypen und -hersteller ausgelegt sind, und zwar mit einem Leistungsbereich von bis zu 25 kW, einer Spannung von bis zu 80 V und einer maximalen Drehzahl von bis zu 15000 U/min.

Die Motoren werden von ihren jeweiligen Steuerungen mit verschiedenen Kommunikationsprotokollen (CAN, LIN, A/D, FlexRay, Speedgoat, Modbus usw.) betätigt.

 

Luft- und Raumfahrt (Antriebssystem)

Die Laborsysteme von MEA Aerospace bieten die Möglichkeit, Motoren mit einer Leistung von 1 kW bis zu 360 kW

 und die dazugehörige Hardware zu prüfen.

Die Systeme werden für die Prüfung verschiedener elektrischer Hardwareanwendungen und Motoren in Laborumgebungen verwendet und zur Simulation von realen Bedingungen, denen diese in ihren endgültigen Anwendungen ausgesetzt sein werden.

Anwendungen können sein: elektrische unbemannte Luftfahrzeuge (UAV), elektrische Passagierflugzeuge, militärische Anwendungen usw.

 

Aktuatoren für Kraftwerke und die Luft- und Raumfahrt

 

MEA Power Plant Laborsysteme bieten die Möglichkeit, die volle Leistung von Synchronmotoren (PMSM) von 1 kW bis 140 kW mit ihrer Hardware zu prüfen.

Die Systeme werden zum Prüfen von Aktuatoren verwendet, die für hohe Kräfte und Präzision optimiert sind und sich durch ihre kompakte Bauweise ideal für Anwendungen in Kraftwerken und in der Luft- und Raumfahrt eignen, z

. B. für die Betätigung von Flugzeugfahrwerken und Zugangstüren, für die Bewegungssteuerung von Hubschraubern (Klappen an der Rotorblatthinterkante, die Onboard-Strahlsteuerung sowie Fahrwerke und Zugangstüren)

 

 

Kühlschrankkompressor und Waschmaschine mit Direktantrieb

Die Laborsysteme von MEA Home Appliance bieten die Möglichkeit, Kühlschrankkompressoren und Waschmaschinen mit Direktantrieb von 30 W bis 3,7 kW mit der zugehörigen Hardware zu prüfen.

Die Systeme werden verwendet, um die verschiedenen elektrischen Hardware-Anwendungen und Motoren im Labor und an der Produktionslinie (EOL-Systeme) zu testen.

Anwendungen können sein: Waschmaschinen mit Direktantrieb, Kühlschrankkompressoren, Klimaanlagen usw.

Elektrische Servolenkung im Automotiv-Bereich, einschließlich ePRCB (elektrisch angetriebene Kugelumlaufspindel)

Die Laborsysteme von MEA Automotive bieten die Möglichkeit, elektrische Servolenkungen, einschließlich ePRCB, mit ihrer Hardware zu prüfen.

Die Systeme werden für NVH-Tests (Noise, Vibration, Harshness) mit dreiachsigen Kraft- und Schwingungssensoren, für dynamische Tests mit zweiseitiger Belastung und hochgenauen Drehzahl- und Drehmomentsensoren sowie für Reibungstests eingesetzt.

Anwendungen können sein: Elektrofahrzeuge (EF) usw.

 

Ausgewählte Basisfunktionen

  • Vier-Quadranten-Ladesysteme mit Modi für Leistungsgenerierung und Fahrleistung, einschließlich der folgenden ausgewählten Funktionen:
  • Volllastverhalten mit verschachtelten Regelkreisen (Spannung, Drehzahl, Drehmoment), einschließlich Leerlauf (gekoppelt und ungekoppelt).
  • Prüfung des automatischen Temperaturanstiegs – Thermoelement, PT-100, Thermistoren (alle Typen).
  • S1 bis S8 – IEC-Betriebszyklen für Elektromotoren.
  • Laden aus Excel – Laden einer beliebigen Reihenfolge nach einer vordefinierten Tabelle oder Formel.

Ausgewählte Automotive-Funktionen

  • Simulation der Batterie mit einer bidirektionalen Stromversorgung von 5V bis zu 1200V / 1000A.
  • Batterieprüfung – SOC-Skript (State of Charge, Ladezustand) und SOD-Skript (State of Discharge, Entladezustand), für einfache und hochentwickelte Batterien.
  • Generatorprüfung – ISG
  • Prüfung der elektrischen Standardparameter: HV, Vibration, Geräusche, NVH, Induktivitätsprüfung 3 Phasen und andere.
  •  

Zusätzliche Funktionen

  • Cogging
  • Gegen-EMK, Gegen-EMK RMS, Gegen-EMK-Wellenform.
  • Reibungsspektrum, Reibung vs. Geschwindigkeit und Reibungswiderstandsmoment.
  • Ripple-Drehmoment, Konstante KE, Drehmoment-Ripple-Messungen bei niedrigen und hohen Drehzahlen.
  • Verzögerungsmessung (MOI-Berechnung).
  • Servo-Bandbreite (Drehzahl- und Stromschleife).
  • Leistung bei variabler Spannung.
  • Elektromechanische Zeitkonstante.
  • Hardware-in-the-Loop-Lösungen (HiL).
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Dynamische Funktionen

  • Simulation der Lüfterlast unter verschiedenen statischen und dynamischen Bedingungen.
  • Drehmoment- und Drehzahl-FFT.
  • Spannung und Stromoberschwingungen Scope-Viewer Drehzahl-Drehmoment
  • Dynamische Prüfungen während der Beschleunigung und Verzögerung.

 

Alle MUT können über CAN, PWM, Analog- und andere Kommunikationsprotokolle gesteuert werden.

 

Servomotor-Dynamometer

 

Ein Servomotor ist ein Servomechanismus mit geschlossenem Regelkreis, der eine Positionsrückmeldung (z. B. Encoder) zur Steuerung seiner Bewegung und Endposition verwendet. Der Eingang zu seiner Steuerung ist ein (analoges oder digitales) Signal, das die für die Abtriebswelle geforderte Position darstellt.

Servomotoren werden in ferngesteuerten Flugzeugen eingesetzt, um Steuerflächen wie Höhen- und Seitenruder zu positionieren, einen Roboter zu steuern oder Greifer zu bedienen.

Vorteile des Servomotors:

  • Hervorragend geeignet für die Positions- und Geschwindigkeitssteuerung.
  • Hohe Ausgangsleistung im Verhältnis zu Motorgröße und Gewicht.
  • Der Encoder bestimmt die Genauigkeit und Auflösung.
  • Hohe Effizienz. Bei leichter Belastung kann diese bis zu 90 % betragen.
  • Hohes Verhältnis von Drehmoment zu Trägheit. Servomotoren können Lasten schnell beschleunigen.
  • Servomotoren erreichen hohe Drehzahlen bei hohen Drehmomenten.
  • Geräuscharm bei hohen Drehzahlen.

 

Nachteile des Servomotors:

  • Erfordert Abstimmung zur Stabilisierung der Rückkopplungsschleife.
  • Wird unberechenbar, wenn etwas kaputt geht, daher sind Sicherheitsschaltungen erforderlich.
  • Komplexe Steuerung erfordert Encoder und elektronische Unterstützung.
  • Das Spitzendrehmoment ist auf ein Tastverhältnis von 1 % begrenzt. Servomotoren können durch anhaltende Überlast beschädigt werden.
  • Getriebe sind häufig erforderlich, um die Leistung bei höheren Drehzahlen zu übertragen.
  • Höhere Gesamtsystemkosten und die Installationskosten eines Servomotorsystems können aufgrund der erforderlichen Rückkopplungskomponenten höher sein als bei einem Schrittmotor

 

 

 

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